3D打印,将如何改变这个世界

1、3d打印,将如何改变这个世界 要去亲戚朋友家做客，你是不是还在愁穿什么衣服，拿什么礼品？想衣服能穿出个性，礼品既能表达心意又独一无二，不妨自己动手吧，做一件不会撞衫的衣服，做一份新颖的巧克力礼品只要你能想到，就能做到！这不是痴人说梦，最新的3d打印技术将会实现你的许多创意。 神秘的3d打印 对于大多数人来说，3d打印听起来或许非常陌生，到底什么是3d打印呢？ 3d打印技术，出现在上世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它的工作原理类似于普通的打印机，先通过cad等计算机辅助设计软件在电脑上设计好样图，然后由机器打印，不同之处在于打印出来的是3d版，而不是平面的机器通

2、过喷射熔融态塑性材料来层层堆积，固化后形成一个立体实物。不过，打印中，普通油墨被换成了各种材质，通过喷嘴喷出的是塑料、尼龙等原材料，就像是普通打印一样，先是打印出一个层面，然后通过激光的热量或是胶水，将这些喷出的材料固化在一起，继而再打一层，和下面一层凝结成一体，如此层层叠加，一个3d立体产品就诞生了。 你可以把这个过程想象成很多张打印纸累加的结果首先就是分层打印，其中每张纸是一个图层，横切面上的图案依靠打印材料构建出来，并被强力黏合，然后，多张纸的不同图层叠加。如果还是不能理解，那就想象一次搭积木的过程，比如搭建一个宝塔，从最下层逐级往上递加。最终这些涂层就会从平面的图形变成一个立体的三维结

3、构。至于你想打印什么，就完全靠你的创意和想法了，可大可小，可软可硬。小物件直接在家里一个人就可以操作完成，大一些的物件则需要更大的机器和空间。而打印的材料也有多种选择，比如树脂、尼龙、石膏、塑料等。根据不同材质，具体的方式可能略有差异，但大同小异，都可以通过不同型号的打印机打印出你需要的产品。 可以预见，钛、不锈钢或铝、铁等金属材料也将随着研发的进展在今后的3d打印中出现。也就是说，很多工业领域的大家伙也能够“自助”生产。那将会是怎样的情境 初步了解了3d打印技术，接下来让我们看看3d打印究竟可以帮助人们实现哪些梦幻般的创意？ 名词解释 3d是英文“three dimensions”的简称，中

4、文指三维、三个维度、三个坐标，即有长、宽、高，换句话说，就是立体的，是相对于只有长和宽的平面（2d）而言。今天的3d，主要特指基于电脑/互联网的数字化的3d/三维/立体技术，也就是三维数字化。包括3d软件技术和硬件技术。 打印飞机 很多人年少时都怀有一个翱翔蓝天的梦想，希望自己亲手设计并制造一架飞机，但在现实中真正实施起来谈何容易。不过，英国南安普敦大学的工程师实现了这一梦想。 英国南安普敦大学的工程师制造出了世界上第一架“打印”出来的飞机，并成功升空。这架飞机从前到后包括舱门、机翼、整体控制面等机身的5大模块均是通过“打印”的方式生产出来的，也就是先由设计人员设计出样本，利用尼龙激光烧结机层

5、层打印出塑料或者金属结构，再将这些部件组合起来。这架名为“sulsa”的飞机，翼展长两米，最高时速约为每小时160千米。科研人员希望利用这架飞机进行勘探、邮递等任务。 因为利用3d打印技术打印飞机不需要额外的安装工具，所以如果你想对飞机的外形、体积、材质做些改变，甚至是颠覆性的变化，都不是难事。 专家点评 要是在以前，采用常规的方法和材料制成这样一架飞机，恐怕需要几个月时间，而且费用高昂。但这架“打印”出来的飞机从提出设想到首次飞行仅花了短短几天时间，制造成本也只有5000英镑。而实际的生产过程只需要几分钟，一架完整的飞机即可组装完成，且不需要借助任何工具，简直不可思议！ 打印衣服 说起衣服，

6、大家的印象肯定就是柔软轻便，一般由纺织服装企业完成打样、裁剪、缝盘、印花、整理这些工序，但如果告诉你衣服也可以打印出来，你相信吗？ 美国时装设计师玛丽黄与3d打印领域的专家詹娜费瑟利用3d打印技术“制造”了世界上首款3d打印的比基尼泳衣。她们首先扫描了模特的体型，再通过一款3d设计软件在电脑上设计出3d打印泳衣的样图，然后通过机器打印出泳衣。这款泳衣的材质为尼龙，具有牢固、易弯曲、轻便的特点，厚度仅有0.7毫米，而且这种材质经水浸泡后会更加柔软舒适，既是绝佳的打印材料，也是合适的制衣材料。为了保证泳衣的牢固耐用，费瑟利还专程编写了一个计算机程序，以方便计算并修改泳衣的样式，确保泳衣穿上后不会意

7、外破裂。 专家点评 对于追求时尚的年轻一族来说，这样一件独一无二的泳衣无疑将成为夏日沙滩上的必杀技。而且，这样的泳衣已经在网上公开销售了，只是泳衣价格贵得有点离谱，两件套合计约4000元人民币。不过，随着3d打印技术的普及，这种泳衣的价格将会有很大的下降空间。 打印眼镜 时尚达人恐怕不会满足于戴一副不断“撞镜”的“街镜”出门，可是，眼镜又不像时装，可以定制。不过，利用现在的3d打印技术，时尚达人们可以量身定制个性眼镜了。 在我们的印象中，眼镜生产的套路是先画设计草图，然后将修改过的模型送交制造商，再批量生产。青年设计师asher levine没有按照传统方式先画草图，而是用黏土做出模型就像是我

8、们小时候用橡皮泥来捏模型一样，进而再采用3d设计软件按照他理想的样式在电脑上一点点修改调整，然后将最终结果输入机器中。不久后，3d打印机通过喷射熔融态abs热塑性工程材料，一点一点打印出他设计的太阳镜。整个太阳镜包括镜片在内全由塑料制成，与传统方式相比，这种制作方式更为高效，而且非常经济。 专家点评 在纽约的时装周上，levine现场演示了他的打印太阳镜，作为与lady gaga一路的前卫青年设计师，他的方案给现场嘉宾留下了深刻印象，颠覆了人们以前对时尚产业的理解。而这要归功于神奇的3d打印技术。 打印下颌骨 比利时一位83岁的老妇人下颌严重感染，需要摘除，但对如此高龄的患者，医院采用常规的显

9、微重建手术显然不合适，因为患者要面临手术时间长、风险高等一系列问题。 针对这一病例，医院工作人员大胆使用了3d打印技术，并成功完成了手术。该手术由比利时哈瑟尔特大学的研究所主要负责设计，由来自荷兰的外科医生全力配合进行。手术的整个设计过程非常复杂，需要根据患者的情况预先设计好下颌骨，然后打印出来。其间利用计算机控制高精度激光加热钛粉颗粒，以保证这些颗粒准确地融合在一起。一层一层地打印之后，形成一个由多层钛粉构成的完整立体下颌骨。1毫米大约有33层，一个立体的完整的下颌骨，有数千层之多。就下颌骨本身来看，不仅设计了酒窝，还留有一些小孔，以帮助肌肉附着在下颌骨上，另外，这个下颌骨上还有沟槽，可以引

10、导血管和神经在沟槽当中再生。最后，涂上生物陶瓷涂层，这种涂层具有良好的生物相容性，可以防止身体发生排异反应。全部搞定之后，就只要通过手术将下颌骨植入患者面部即可。 手术历时4个小时，听起来似乎非常长，但要知道，常规下颌骨重建手术合起来要耗时近20小时。最终手术进行得很顺利，而且非常成功，病人麻醉清醒后不久就能开口说话，第二天就恢复了正常的说话和吞咽功能，仅过了4天，这位高龄手术患者就回家了。 专家点评 这在以前，几乎是不可想象的。病人经历这样的常规手术后至少需要留院观察24周。这项技术的前景非常好，为患者量身定制的各种植入物将被广泛使用。 打印巧克力 看够了那些冷冰冰的工业打印项目，让我们再来

11、看看能够调动起我们味蕾的美食吧！ 英国埃克塞特大学的研究人员开发出了世界上第一款3d巧克力打印机。这款打印机使用的打印材料不是钢铁或尼龙等材料，而是液态巧克力。打印工作流程和前面提到的大同小异，只不过因为巧克力的特殊性，需要额外考虑到巧克力在输入和输出时的黏稠度以及温度，所以研发人员特别安装了一套保温及冷却系统，用来保证输入和输出的定型效果，使打印过程能够顺利进行。当一层巧克力打印出来后，要稍待片刻，经过一个凝固过程之后，才能进行下一层的打印。最终得到一个层层堆叠而成的立体图像。利用这种3d打印机甚至还可以打印出巧克力服装，既可以穿在身上又可以随时吃掉。 专家点评 不久以后，借助3d打印技术，

12、人人都可以成为大厨。“吃货”们尽可以按照自己的想法设计专属于自己的巧克力样式，在线发送至打印现场，就可以静待专属于自己的巧克力了。当然，你不喜欢吃巧克力的话，也可以打印其他你喜欢吃的东西哦！ 打印血管 3d打印技术更令人期待的应用是在医疗领域，通过打印真正的活生生的组织和器官，来解决病人的实际问题。 澳大利亚invetech公司和美国organovo公司宣布，由他们两家公司一同研发的全球首台商业化3d生物打印机正式问世。这台3d生物打印机的独特之处在于它打印采用的不是塑料或尼龙等原料，而是被称为“生物墨”的活细胞。科学家从成年病人的骨髓和脂肪中提取出干细胞，通过不同的成长因子将其分化成不同类型

13、的细胞，继而将这些细胞制成液滴，一滴“细胞液滴”中大约包含1万到3万个细胞。这台3d生物打印机有两个打印头，打印时，一个出“墨”，另一个出凝胶，细胞以凝胶为骨架，按照凝胶的走向在其上生长。3d生物打印机的底座会随着打印的进程自动下移，从而完成层层打印过程。打印过程中，误差可以控制在20微米以内。然后，在这个骨架之上，自然生成的细胞开始重新组织、融合，最终形成一个完整的器官。因为3d生物打印机使用来自患者自己身体的细胞，所以得到的器官可以显著降低排异反应。organovo公司已开始尝试利用患者自身的细胞打印静脉，每条静脉血管大约需要一小时形成，但这种血管需要数天时间融合在一起。这种打印出来的血管

14、将会在动物身上进行试验，进而尝试临床试验。 专家点评 我们可以相信，这种打印血管在几年后就能用于人体当中。因为在我们体内几乎任何地方都密布血管，所以，从血管开始作为生物打印的切入点具有重要的实际意义。虽然目前还处于早期测试阶段，但科研人员有信心利用这项技术在5年内打印出心脏搭桥手术中所需的动脉和静脉血管，同时，争取在10年内实现打印心脏和肝脏这类复杂的器官。当然，科学家最希望将生物细胞变成打印材料，再添加一些化学材料，可以将完整的人体器官打印出来。 改变世界的技术 如今，3d打印技术已经在很多领域被开始尝试使用，设计者可以利用电脑细心设计物体的布局、外形和颜色等各个细节，然后，点击电脑屏幕上的

15、“打印”就可以了。像建筑、玩具、汽车、服饰行业，甚至是食品和医疗行业，都对3d打印技术热烈欢迎。 3d打印技术最吸引人的地方就是可以按照我们自己的想法生产物品，而不必在工厂里量产商品。在这样一个追求个性的时代，“独一无二”无疑具有巨大的吸引力。更重要的是，对于一些构成复杂的产品，我们可以反复修改调整，不必像传统方案那样建立专门的生产线生产出产品后，再对成品反复修改，避免了传统方式对资源的浪费。理论上，你见过的没见过的几乎所有物品都可以利用这项技术来进行生产。总而言之，将来每一个人都可以是设计师和工程师，每一个家庭或办公室都可以是工厂，如此或将掀起一场新的革命。 康奈尔大学科学家霍德林普森评论道，3d打印机能够将任何材料变成产物，同时，任何人都能够既快又廉价地生产出几乎任何产品，人类的创意和个性将被极大地激发，3d打印